人教版高中化学必修二第六章化学反应与能量质量评估检测含答案

第六章质量评估(时间:75分钟满分:100分)可能用到的相对原子质量:H—1N—14S—32一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.(2024·广东卷)“极地破冰”“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是()A.“雪龙2”号破冰船极地科考:破冰过程中水发生了化学变化B.大型液化天然气运输船成功建造:天然气液化过程中形成了新的化学键C.嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机:燃烧时化学能转化为热能D.神舟十八号乘组带着水和斑马鱼进入空间站进行科学实验:水的电子式为H··O··H解析:破冰过程无新物质生成,是物理变化,A项错误;天然气液化是气态变为液态的过程,是物理变化,无新的化学键形成,B项错误;燃烧放热,是化学能转化为热能,C项正确;水是共价化合物,每个氢原子都与氧原子共用一对电子,电子式为H··O··答案:C2.我国航天,日新月异,液氧甲烷成为火箭发射的“新宠”。下列有关甲烷燃烧的说法错误的是()A.甲烷燃烧过程断裂极性键B.可利用该反应原理制作燃料电池C.燃烧时,生成液态水放出的能量比生成水蒸气放出的能量少D.反应时,反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量解析:甲烷燃烧生成二氧化碳,该过程甲烷分子中碳氢极性键断裂,A项正确;该反应为自发的氧化还原反应,能制作燃料电池,B项正确;水蒸气变为液体水放出能量,则燃烧时,生成液态水放出的能量比生成水蒸气放出的能量多,C项错误;该反应为放热反应,则反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量,D项正确。答案:C3.化学反应中必然伴随着物质变化和能量变化,下列说法中正确的是()A.浓硫酸溶于水共价键断裂并放出大量的热,所以该过程是放热反应B.吸热反应一定要在加热或高温条件下才能进行C.右图可表示放热反应中的能量变化D.焰色试验有能量变化,所以焰色试验是化学反应解析:浓硫酸溶于水共价键断裂并放出大量的热,没有产生新物质,不是化学变化,不能称为放热反应,A项错误;吸热反应不一定要在加热或高温条件下才能进行,例如氢氧化钡与氯化铵晶体之间的反应,B项错误;题图中反应物总能量高于生成物总能量,因此可表示放热反应中的能量变化,C项正确;焰色试验属于物理变化,D项错误。答案:C4.下列措施对增大反应速率明显有效的是()A.Na与水反应时增大水的用量B.常温下,Fe与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸C.在K2SO4与BaCl2两溶液反应时,增大压强D.将铝片改为铝粉,做铝与氧气反应的实验答案:D5.太阳能的开发和利用是21世纪的一个重要课题。利用储能介质储存太阳能的原理是:白天在太阳照射下某种盐熔化,吸收热量,晚间熔盐固化释放出相应的能量,已知数据:盐熔点/℃熔化吸热/(kJ·mol-1)参考价格/(元·t-1)CaCl2·6H2O29.937.3780~850Na2SO4·10H2O32.477.0800~900Na2HPO4·12H2O35.1100.11600~2000Na2S2O3·5H2O45.049.71400~1800其中最适宜作为储能介质的是()A.CaCl2·6H2OB.Na2SO4·10H2OC.Na2HPO4·12H2O D.Na2S2O3·5H2O解析:应选择熔点不太高、熔化吸热较高、价格适中的盐。答案:B6.(2022·湖南卷,改编)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示:下列有关四种不同反应进程的说法错误的是()A.进程Ⅰ是放热反应 B.平衡时P的产率:Ⅱ>ⅠC.反应Ⅲ中Y为催化剂 D.进程Ⅳ中,Z没有催化作用解析:进程Ⅰ反应物的能量大于产物的能量,进程Ⅰ是放热反应,故A项正确;反应Ⅱ和反应Ⅰ放出能量一样多,故产生P的量一样多,平衡时P的产率:Ⅱ=Ⅰ,故B项错误;由题图可知,Y是起始反应的反应物,又是终态反应的产物,改变了反应途径,增大了反应速率,但Y在反应前后总质量和物质种类没变,则Y为反应Ⅲ的催化剂,故C项正确;反应前为S+Z,反应后为P·Z,而不是P+Z,Z此时不是催化剂,没起到催化作用,故D项正确。答案:B7.用图Ⅱ表示图Ⅰ铜锌原电池中一些物理量的关系。x轴表示流入正极电子的物质的量,则y轴表示()ⅠⅡA.c(H+) B.c(SO4C.铜棒的质量 D.锌棒的质量解析:锌棒作原电池负极,电极反应为Zn-2e-Zn2+,铜棒作原电池正极,溶液中铜离子在此极得电子,电极反应为Cu2++2e-Cu,所以电解质溶液中c(H+)不变,A项不符合题意;SO42-不参与反应,所以c(SO答案:C8.NH3与O2在一定条件下发生反应:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2,4min后反应达到平衡,测得生成的H2O(g)占混合气体总体积的40%,则下列表示的此段时间内该反应的平均速率错误的是()A.v(N2)=0.125mol·L-1·min-1 B.v(H2O)=0.375mol·L-1·min-1C.v(O2)=0.225mol·L-1·min-1 D.v(NH3)=0.25mol·L-1·min-1解析:设转化的NH3的物质的量为xmol,则4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)n(起始)/mol 4 3 0 0n(变化)/mol x 0.75x 0.5x 1.5xn(平衡)/mol 4-x 3-0.75x 0.5x 1.5x根据题意,则有1.5x4-x+3-0.75x+0.5x+10.1875mol·L-1·min-1,v(N2)=0.125mol·L-1·min-1,v(H2O)=0.375mol·L-1·min-1。答案:C9.NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,其反应过程与能量关系如图甲所示,研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图乙所示,下列说法中正确的是()甲乙A.脱硝的总反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)B.NH3催化还原NO为吸热反应C.过程1中NH3断裂非极性共价键D.过程2中NO为氧化剂,Fe2+为还原剂解析:根据题干信息及图示知脱硝的产物为氮气和水,则总反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g),A项正确;反应物的总能量高于生成物的总能量,所以NH3催化还原NO为放热反应,B项错误;氨中的N—H为极性共价键,所以过程1中NH3断裂的是极性共价键,C项错误;从图示信息可知,反应过程中NO和O2作氧化剂,NH3是还原剂,Fe3+作催化剂,Fe2+只是中间产物,D项错误。答案:A10.如图所示,下列说法中错误的是()A.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),能量增加(b-a)kJ·mol-1B.该反应过程反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量C.1molC(s)与1molH2O(l)反应生成1molCO(g)和1molH2(g)吸收的热量为131.3kJD.1molC(s)、2molH、1molO转变成1molCO(g)和1molH2(g)放出的热量为akJ解析:由题图可知,该反应为吸热反应,能量增加(b-a)kJ·mol-1,A项正确;该反应过程中反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量,B项正确;由题图可知,1molC(s)与1molH2O(g)反应生成1molCO(g)和1molH2(g)吸收的热量为131.3kJ,而1molH2O(l)变为1molH2O(g)时要吸收热量,因此1molC(s)与1molH2O(l)反应生成1molCO(g)和1molH2(g)吸收的热量大于131.3kJ,C项错误;由题图可知,1molC(s)、2molH、1molO转变成1molCO(g)和1molH2(g)放出的热量为akJ,D项正确。答案:C11.(2023·广东深圳外国语学校校考期末)科学家设计出质子膜H2S燃料电池,实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构如图所示。下列说法错误的是()A.电极a为电池的负极B.电极b上发生的电极反应:O2+4H++4e-2H2OC.电路中每通过4mol电子,则负极消耗(标准状况下)44.8LH2SD.每17gH2S参与反应,则有2molH+经质子膜进入正极区解析:由题图可知,电极a是H2S变为S2,发生的是失电子的氧化反应,故电极a为负极,A项正确;电极b为正极,氧气得电子生成水,B项正确;从题图可以看出,电池总反应为2H2S+O2S2+2H2O,电路中每通过4mol电子,正极消耗1molO2,负极有2molH2S反应,标准状况下是44.8L,C项正确;17gH2S即0.5molH2S,每0.5molH2S参与反应会消耗0.25molO2,根据正极反应O2+4H++4e-2H2O,可知有1molH+经质子膜进入正极区,D项错误。答案:D12.(2024·广东佛山高一期末)“仙湖”实验室研发了一种应用前景广泛的“氮氧”燃料电池,工作原理如图所示。下列说法正确的是()A.电极a为正极,发生还原反应B.电极b发生的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-C.电极a与电极b应使用活泼性不同的导电材料D.电极a生成标准状况下11.2LN2时,理论上有3mole-通过导线解析:由题图可知,氨失去电子发生氧化反应,电极a为电池的负极;氧气得到电子发生还原反应,电极b为电池的正极;电子由负极经外电路流向正极,据此分析解答。由分析可知,电极a为负极,发生氧化反应,A项错误;电极b为正极,酸性条件下,氧气发生还原反应生成水:O2+4H++4e-2H2O,B项错误;电极a与电极b也可以均使用惰性电极,不一定必须使用活泼性不同的导电材料,C项错误;电极a发生的反应为2NH3-6e-N2+6H+,生成标准状况下11.2LN2,即生成0.5molN2时,理论上有3mole-通过导线,D项正确。答案:D13.被称为“软电池”的纸质电池,采用一个薄层纸片(在其一边镀锌,而在其另一边镀二氧化锰)作为传导体,在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液,电池总反应为Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)。下列说法中正确的是()A.该电池的正极为锌B.该电池反应中二氧化锰起催化作用C.当0.1molZn完全溶解时,转移电子个数为1.204×1024D.电池正极反应为2H2O+2MnO2+2e-2MnO(OH)+2OH-解析:反应中Zn由0价→+2价,Mn由+4价→+3价,故该电池的负极为锌,A项错误;MnO2在正极得电子,B项错误;当0.1molZn溶解时,转移电子数为0.1mol×2×6.02×1023mol-1=1.204×1023,C项错误。答案:D14.800℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化如图所示,只从图上分析不能得出的结论是()A.发生的反应可表示为2A(g)2B(g)+C(g)B.前2min内A的分解速率为0.1mol·L-1·min-1C.开始时,正、逆反应同时开始D.2min时,A、B、C的浓度之比为2∶3∶1解析:根据题图可知,反应过程中A的浓度减小,B、C的浓度增大,因此A为反应物,B、C为生成物,根据浓度的变化量可以确定反应为2A(g)2B(g)+C(g),A项正确;前2min内,v(A)=0.4mol0.1mol·L-1·min-1,B项正确;开始时加入的物质为A和B,没有C,C项错误;2min时,A、B、C的浓度分别为0.2mol·L-1、0.3mol·L-1、0.1mol·L-1,D项正确。答案:C15.在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:(甲)2X(g)Y(g),(乙)A(s)+2B(g)C(g)+D(g),当下列物理量不再发生变化时,其中能表明(甲)(乙)均达到化学平衡状态的有()①混合气体的密度②反应容器中生成物的含量③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比④混合气体的压强⑤混合气体的平均相对分子质量⑥混合气体的总物质的量A.①②③⑤ B.①③⑤⑥ C.②③⑤ D.②③④解析:①(甲)混合气体的密度始终不变,所以不能作为平衡状态的标志,故错误;②反应容器中生成物的含量不变,说明各组分的物质的量不变,达到平衡状态,故正确;③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比,说明正、逆反应速率相等,故正确;④(乙)混合气体的压强始终不变,故错误;⑤混合气体的平均相对分子质量不变,说明正、逆反应速率相等,故正确;⑥(乙)混合气体的总物质的量始终不变,故错误。综上所述,C项正确。答案:C16.在容积为4L的密闭容器中充入6molA气体和5molB气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2molC,经测定,D的浓度为0.5mol·L-1,下列判断中正确的是()A.x=1 B.B的转化率为20%C.平衡时A的浓度为1.5mol·L-1 D.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85%解析:n(D)=0.5mol·L-1×4L=2mol,所以x=2;3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)n起始/mol 6 5 0 0n变化/mol 3 1 2 2n平衡/mol 3 4 2 2B的转化率为1mol5mol×100%=20%;c(A)平=3mol4L=0.75mol·L-14mol+2mol+2mol=11mol,n始=6mol+5mol=11mol,气体总的物质的量不变,压强不变。答案:B二、非选择题:共56分。17.(2024·广东深圳高一期中)(14分)“神舟十五号”载人飞船成功发射,创下了我国在超低温天气成功发射载人飞船的新纪录。肼(N2H4)是火箭常用的高能燃料,可与O2发生反应:N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)。(1)已知上述反应的能量变化如图1所示。①O(g)+O(g)O2(g)的过程中(填“吸收”或“放出”)能量。

②N2H4(g)完全燃烧生成1molH2O(g)的反应中放出kJ能量。

图1图2(2)反应N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)可设计为燃料电池,电池采用惰性电极铂(Pt),装置如图2所示。①气体Y为(填化学式),该装置工作时,SO42-②电极Pt1为(填“负极”或“正极”),发生的电极反应为。

解析:(1)①断键吸热,成键放热,则O(g)+O(g)O2(g)的过程中放出能量;②由题图可知,N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534kJ·mol-1,所以N2H4(g)完全燃烧生成1molH2O(g)的反应中放出5242kJ=267kJ能量。(2)①根据电子流向可知电极Pt1是负极,电极Pt2是正极,所以气体Y为O2,发生得电子的还原反应,该装置为原电池,工作时,阴离子移向电极的负极,即电极Pt1;②电极Pt1为负极,溶液显酸性,发生的电极反应为N2H4-4e-N2+4H+。答案:(1)①放出②267(2)①O2Pt1②负极N2H4-4e-N2+4H+18.(2023·广东深圳,改编)(14分)某学习小组将Cu与H2O2的反应设计为原电池,并进行相关实验探究。回答下列问题。Ⅰ.实验准备。(1)Cu与H2O2在酸性条件下反应的离子方程式为。

Ⅱ.实验探究。【实验任务】利用相关原电池装置进行实验,探究物质氧化性或还原性的影响因素。【查阅资料】其他条件相同时,参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,原电池的电压越大。【进行实验】(2)利用下表所示装置进行实验1~4,记录数据。装置实验序号烧杯中所加试剂电压表读数30%H2O2溶液0.3mol·L-1H2SO4溶液H2OV/mLV/mLV/mL130.0—10.0U1230.01.09.0U2330.02.08.0U3435.01.0V1U4已知:本实验条件下,SO4①根据表中信息,补充数据:V1=。

②由实验2和4可知,U2(填“大于”“小于”或“等于”)U4,说明其他条件相同时,H2O2溶液的浓度越大,其氧化性越强。

(3)由(2)中实验结果U3>U2>U1,小组同学对“电压随pH减小而增大”可能的原因,提出了以下两种猜想。猜想1:酸性条件下,H2O2的氧化性随pH减小而增强。猜想2:酸性条件下,Cu的还原性随pH减小而增强。为验证猜想,小组同学在(2)中实验1~4的基础上,利用下表装置进行实验5~7,并记录数据。(说明:盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂,离子可在其中自由移动。)装置实验序号操作电压表读数5—U56①向(填“左”或“右”)侧烧杯中滴加5.0mL

0.3mol·L-1H2SO4溶液U67向另一侧烧杯中滴加5.0mL0.3mol·L-1H2SO4溶液U7②实验结果为:U5≈U6、,说明猜想2不成立,猜想1成立。

【实验结论】物质的氧化性(或还原性)强弱与其浓度、pH等因素有关。解析:(1)Cu在酸性条件下被H2O2氧化为铜离子,过氧化氢转化为水,反应的离子方程式为Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O。(2)①根据控制变量法可知,总溶液的体积为40.0mL,则V1=40.0-35.0-1.0=4.0。②由实验2和4可知,过氧化氢的浓度不同,结合结论可推出,U2小于U4。(3)若向左侧烧杯溶液中加入硫酸,与没有加入硫酸时相比,U5≈U6,则可推出猜想2不成立;再向右侧烧杯溶液中加入等物质的量的硫酸,观察得到U5<U7,则说明猜想1成立。答案:(1)Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O(2)①4.0②小于(3)①左②U5<U719.(16分)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如表(累计值):时间/min12345氢气体积/mL(标准状况)100240464576620反应速率最大的时间段是(填“0~1”“1~2”“2~3”“3~4”或“4~5”)min,原因是

。

②3~4min内用盐酸浓度变化表示的该反应速率为(设溶液体积不变)。

(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积,他事先在盐酸中加入等体积的下列物质以减小反应速率,你认为不可行的是(填字母)。

A.蒸馏水 B.KCl溶液C.KNO3溶液 D.CuSO4溶液(3)某温度下在容积为4L的密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图所示。①该反应的化学方程式是。

2min内X的转化率为。

解析:(1)①在0~1min、1~2min、2~3min、3~4min、4~5min内,产生气体的体积分别为100mL、140mL、224mL、112mL、44mL,由此可知反应速率最大的时间段为2~3min;原因是该反应是放热反应,此时温度高且盐酸浓度较大,反应速率较大。②在3~4min内,n(H2)=0.0.005mol,根据2HCl~H2,计算消耗HCl的物质的量为0.01mol,则v(HCl)=0.01mol0.4(2)A项,加入蒸馏水,H+浓度减小,反应速率减小,且不减少产生氢气的量;B项,加入KCl溶液,H+浓度减小,反应速率减小,且不减少产生氢气的量;C项,因酸性溶液中有NO3-,具有强氧化性,与Zn反应无氢气生成;D项,加入CuSO(3)①由题图可知,反应中X、Y的物质的量减少,应为反应物,Z的物质的量增多,应为生成物,当反应进行到5min时,Δn(Y)=0.2mol,Δn(Z)=0.4